黄土高原集水农业研究进展

回顾了黄土高原集水农业理论与技术体系的研究成果．分析评价了集水农业的研究进展。随着黄土高原集水农业研究方法的改进、研究内容的深入、研究领域的扩充．提出了广义性集水农业研究范畴。在黄土高原集水农业理论研究的基础上．应加强微集雨微灌溉应用技术、现代集雨技术、计算机控制技术与集雨网络等高新技术手段的技术集成．以提高雨水汇集与利用效率。同时．黄土高原集水农业的研究已经从微生境条件下的农业生态系统延伸至区域生态环境保育。利用汇集雨水合理调配生态用水．进行小流域综合治理。农林牧综合发展。生态环境重建的集水型生态农业是黄土高原集水农业的发展趋势。     

黄土高原半湿润区气候变化对冬小麦生长发育及产量的影响

利用黄土高原半湿润区西峰农业气象试验站冬小麦生长发育定位观测资料、加密观测和对应平行气象观测资料,分析气候变化对冬小麦生长发育的影响,以及冬小麦穗干重生长与气象条件的关系。结果表明,研究区域降水量年际变化呈波动变化,20世纪90年代降水量最少。降水量存在3、8a的年际周期变化。气温年际变化呈上升趋势,气温变化曲线线性拟合倾向率为0.325℃/10a。作物生长季干燥指数呈显著上升趋势,干燥指数变化曲线线性拟合倾向率为0.069/10a,20世纪90年代至2010年明显趋于暖干化。受气候变暖的影响,冬小麦播种期每10 a推后2—3d,返青期每10a提前4—5 d,开花期和成熟期每10a提前5—6 d。冬小麦越冬期每10a缩短5—6 d、全生育期每10a缩短7—8 d。冬小麦返青后第83天开始,穗干重的生长由缓慢转为迅速生长阶段,从返青后第101天开始,其生长从迅速生长又转为缓慢生长,在返青后的第87天,穗的干物质积累速度最大。由于气候变暖,冬小麦生育期大部分时段热量充足。播种—越冬前和拔节—开花期产量对气温变化的响应十分敏感;降水量的影响函数同温度的影响函数呈反相位分布,除成熟期降水量对产量形成为负效应外,其余时段降水量对产量影响均为正效应,而在冬小麦播种期和返青—拔节期产量对降水量变化的响应也十分敏感。     

生物有机肥对盐碱地水稻叶片的影响转录组分析

改良修复盐碱地对保障粮食安全和守护耕地红线具有重要意义,种植水稻配施生物有机肥是修复改良盐碱地的一项有效措施。基于生物有机肥肥料效应,测定水稻灌浆期农艺性状,开展叶片转录组测序,通过基因本体(GO)和京都基因与基因组百科全书(KEGG)数据库分析差异基因的生物学功能和代谢通路,以期揭示生物有机肥对盐碱地水稻的潜在促生机制。试验共设置4个处理,生物有机肥+化肥(T1)、生物有机肥灭活+化肥(T2)、化肥(T3)和空白对照(T4),结果表明,施用生物有机肥能够显著提高水稻叶面积和叶绿素、植株分蘖数和干物质量(P<0.05);T2vsT1、T3vsT1、T4vsT1、T4vsT3差异基因数量分别为6593、4796、6976和1866条,生物有机肥配施化肥引起差异基因表达数量最高,其次为灭活生物有机肥,单施化肥最小;GO分析显示,生物有机肥主要影响水稻叶片肽和酰胺的生物合成与代谢、翻译过程、细胞器及细胞器膜等,化肥对水稻叶片生物学过程影响的差异基因无显著富集(P>0.05);KEGG分析表明,施用生物有机肥差异显著基因主要富集在核糖体和能量代谢相关途径,核糖体相关基因差异表达较多...     

燃煤烟气脱硫废弃物对盐碱土的改良效应及对向日葵生长的影响

采用大田和盆栽相结合的试验方法,研究了施用燃煤烟气脱硫废弃物(简称脱硫废弃物)后对盐碱土壤的改良状况及对油用向日葵(Helianthus annuus)(油葵)生长的影响。试验地设在宁夏平罗西大滩碱化土壤上,设置5个不同脱硫废弃物施用量:0、11.25×103、22.50×103、33.75×103和45.00×103kg·hm-2,连续3年(2006-2008年)观测了土壤pH值、全盐含量及油葵根系的长度与体积、叶片细胞膜透性和抗氧化保护酶系统。试验数据显示,施入脱硫废弃物后,土壤pH值、全盐含量、油葵叶片细胞膜透性、超氧化物歧化酶(SOD)活性均呈逐年下降趋势,油葵根系的长度和体积呈逐年上升趋势,且各处理间均差异显著(p0.05)。研究结果表明,脱硫废弃物的施用能显著改良盐碱土壤,促进油葵的生长,综合考虑经济因素,11.25×103kg·hm-2的施用量效果最佳。     

黄土高原半干旱区气候变化对春小麦生长发育的影响——以甘肃定西为例

利用黄土高原半干旱区春小麦生长发育定位观测资料、加密观测和对应平行气象观测资料,分析气候变化对春小麦生长发育的影响,以及春小麦穗干重生长与气象条件的关系。结果表明,研究区域降水量年际变化呈下降趋势,降水量变化曲线线性拟合倾向率为-15.796 mm/10a。降水量存在3 a、6 a的年际周期变化。气温年际变化呈上升趋势,气温变化曲线线性拟合倾向率为0.362℃/10a。作物生长季干燥指数呈显著上升趋势,干燥指数变化曲线线性拟合倾向率为0.12/10a,20世纪90年代初至2009年明显趋于干旱化。春小麦播种到成熟约需110-130 d,期间≥0 ℃积温为1500-2000 ℃,降水量为150-200 mm,日照时数为800-1300 h。春小麦在播种后38 d开始,穗干重由缓慢生长转为迅速生长阶段;在播种后50 d,穗干重生长速度最大;播种后63 d开始,穗干重生长从迅速生长又转为缓慢生长。对春小麦生长发育全生育期而言,受气候变暖的影响,乳熟-成熟期每10 a缩短2-3 d、全生育期每10 a缩短4-5 d。气温对春小麦产量形成除出苗期和成熟期外,其余为负效应,孕穗期对气温变化十分敏感;降水量的影响函数同热量的影响函数呈反相位分布,除出苗期和成熟期降水量为负效应外,其余时段降水量对春小麦产量形成均为正效应,春小麦拔节-抽穗期对降水量变化十分敏感。     

新型日光温室人工生态系统中生态因子的优化配置

针对日光温室中的午间高温、高湿、病虫害发生率高 ,频繁地使用农药等一系列问题 ,已研制了具有阴、阳棚结构的新型日光温室 ,它通过阴、阳棚之间的热交换 ,既可降低阳棚的午间高温 ,推迟并缩短了阳棚午间 30℃以上的高温 ,又可提高夜间低温 ,其日平均温度比对照 (二代日光温室 )气温提高了 3.8℃ ,地温提高了 4.2℃ ;光照总入射量比对照平均增加 1 3.5 % ;≥ 85 %湿度平均减少 4.7h/d;病虫害发生率及农药使用量比对照减少 85 %以上。将阳棚午间多余的热量补充给阴棚 ,可使其温度提高 3～ 5℃ ,把单屋面日光温室背面的遮荫区 (大多都闲置 )转化为生产区 ,使土地利用率从 43.8%提高到 68.8% ;该日光温室可提供两种不同光照、温度等条件的温室人工生态系统。在该系统中基本实现了光、温、水、土、CO2 等生态因子的优化配置 ,有效提高了系统的生产力。新型日光温室 -集水工程 -沼气池联体构筑为半干旱地区农业可持续发展提供了很好的技术平台。     

增温对西北半干旱区马铃薯产量和品质的影响

过去50年,西北半干旱区干旱化趋势明显加强,对作物生产产生了明显影响。未来50年全球气候继续变暖,直接影响农业生产,必将对粮食安全提出新的挑战。采用红外线辐射器田间增温模拟实验研究表明,随着温度升高马铃薯播种—出苗—现蕾—开花—成熟各生长阶段天数都发生变化。增温0.5—2.5℃,马铃薯播种—出苗、出苗—现蕾阶段分别缩短1—4 d、1—2d,现蕾—开花、开花—熟阶段分别延长1—2 d、1—10 d,马铃薯播种—成熟全生育期延长1—5 d。伴随温度升高,马铃薯全生长期有所延长,特别是盛花期至茎叶枯萎阶段延长明显,这将有利于防止茎叶早衰和淀粉的积累。增温显著减少了每株薯块量、提高了每块薯重,马铃薯产量总体呈现递增趋势,但差异不显著。增温1.5—2.5℃,马铃薯增产1.0%—3.5%。增温0.5—2.0℃,马铃薯干物质含量从22.4%增加到24.5%,淀粉含量从72.1%增加到74.4%,粗蛋白含量从1.82%减少到1.52%,还原糖含量从0.24%减少到0.22%,表明增温有利于马铃薯干物质和淀粉的积累,不利于粗蛋白和还原糖的形成。     

水稻逆境相关转录因子研究进展

干旱、盐碱、高温和低温等逆境因子胁迫水稻的生长发育,进而影响水稻的产量和品质。因此,研究水稻的抗逆性,尤其是揭示其抗逆分子机理具有重要的生物学意义。近年来,水稻抗逆分子机理的研究主要集中在转录因子及其分子调控机制方面。在水稻中,目前研究较多的转录因子类型主要有b ZIP、MYB/MYC、WRKY、AP2/EREBP和NAC,它们的结构通常由DNA结合结构域、转录活化结构域、寡聚化位点和核定位信号组成。转录因子在水稻逆境信号转导途径中起着中心调节作用,它们将逆境信号传递和放大,通过与目的基因启动子区中顺式作用元件特异结合,调控下游多个逆境相关基因的表达,从而引起水稻对逆境应答反应,最终实现水稻获得综合抗逆性的提升。该文简要概述了植物转录因子的调控机制、结构特点、分类与功能特性,重点论述了转录因子在水稻抗逆中的作用,指出了转录因子应用过程中转基因水稻产生的负效应问题,并提出了解决负效应问题的研究思路,同时展望了今后转录因子的研究前景,以期为挖掘和应用新的水稻转录因子基因以及阐明其抗逆调控机制提供理论依据。